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DE19722132A1 - IC engine fuel injection system pressure regulation valve - Google Patents

IC engine fuel injection system pressure regulation valve

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Publication number
DE19722132A1
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DE
Germany
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fuel
chamber
valve spring
pressure control
spring chamber
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Withdrawn
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DE1997122132
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Wolfgang Nobis
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Bayerische Motoren Werke AG
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Bayerische Motoren Werke AG
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Publication date
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/46—Details, component parts or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus covered by groups F02M69/02 - F02M69/44
    • F02M69/54—Arrangement of fuel pressure regulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • G05D16/0655—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane the membrane acting directly on the obturator using one spring-loaded membrane

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Abstract

The valve has a housing (2) with fuel chamber (4) and valve spring chamber (7), connected to it via a membrane (6) and atmospherically charged via a housing aperture (6). The aperture has an associated automatic closure device (8). This prevents fuel flowing from the fuel chamber to the valve spring chamber from leaking into the environment. The closure device has a guide chamber (9) upstream of the housing aperture, and atmospherically connected to the valve spring chamber. The guide chamber contains a moveable plug (10) of a material, which swells up when subjected to fuel. The material is acrylonitrile-butadiene-elastomer (NBR), or ethylene- propylene-diene-elastomer (EPDM).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckregelventil zur Systemdruckregelung einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen, mit einer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 in einem Gehäuse abströmseitig ventil­ gesteuerten Kraftstoffkammer und einer mittels einer Membran davon abgetrenn­ ten, über eine Gehäuseöffnung aus der freien Umgebung atmosphärisch be­ aufschlagten Ventilfederkammer.The invention relates to a pressure control valve for system pressure control Fuel injection device for internal combustion engines, with a according to the The preamble of claim 1 in a housing valve on the downstream side controlled fuel chamber and one separated from it by means of a membrane atmospheric through a housing opening from the free environment opened valve spring chamber.

Es ist bekannt, in Kraftstoffsystemen für bestimmte Kraftstoff-Einspritzvorrich­ tungen den jeweiligen Kraftstoffdruck mittels eines Druckregelventils auf einen konstanten Wert zu regeln und zwar mit Hilfe eines Reverenzdruckes. Bevorzugter Reverenzdruck bei gängigen Systemen ist der Unterdruck in einer Ansauganlage einer Brennkraftmaschine, der über eine Schlauchleitung an der Membrane auf der Seite der Ventilfederkammer zur Wirkung kommt. Bei neueren Druckregelventilen wird auf diesen Reverenzdruck verzichtet und an dessen Stelle der Atmosphären­ druck verwendet, wie dies beispielsweise aus der DE 195 23 626 A bekannt ist.It is known in fuel systems for certain fuel injection devices the respective fuel pressure by means of a pressure control valve regulate constant value with the help of a reference pressure. More preferred Reference pressure in common systems is the negative pressure in an intake system an internal combustion engine, which is connected to the membrane via a hose line Side of the valve spring chamber comes into effect. With newer pressure control valves this reference pressure is dispensed with and in its place the atmosphere pressure used, as is known for example from DE 195 23 626 A.

Um bei einer Beschädigung der Membrane des Druckregelventils zu vermeiden, daß Kraftstoff oder Kraftstoffdampf direkt in die freie Umgebung austritt, wird die Ventilfederkammer über den bisherigen Schlauchanschlußstutzen mit einer Einrichtung des Fahrzeugs verbunden, die möglichst wenig Druckschwankungen aufweist, wie z. B. das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine oder die Ansaug­ anlage der Brennkraftmaschine vor der Drosselklappe. Über die hierfür erforderli­ che Schlauchverbindung kann es je nach Anschlußort zum Eintritt von Wasser, Kondensaten der Blow-by-Gase oder Motoröl in die von der Membrane teilweise begrenzte Ventilfederkammer oder zumindest in die Schlauchleitung zum Druck­ regelventil kommen. Dadurch kann die Regelfunktion des Druckregelventils nach­ teilig verändert oder bei völligem Verschluß der Leitung die Regelung ganz verhin­ dert sein. Weiter kann das in die Ventilfederkammer eingedrungene Medium die Membrane auch chemisch angreifen und so zur Undichtheit des Kraftstoffsystems führen. Über die Schlauchleitung wird dann dieser Kraftstoff aus dem Druckregel­ ventil über die jeweilige Anschlußstelle in den Motor geleitet mit der Gefahr von Betriebsstörungen.To avoid damage to the diaphragm of the pressure control valve, that fuel or fuel vapor escapes directly into the free environment, the Valve spring chamber over the previous hose connector with a  Establishment of the vehicle connected, the least possible pressure fluctuations has, such as. B. the crankcase of the internal combustion engine or the intake System of the internal combustion engine in front of the throttle valve. About the necessary for this Depending on the connection location, hose connections can lead to the entry of water, Condensates of the blow-by gases or engine oil in part of the membrane limited valve spring chamber or at least in the hose line for pressure control valve come. This allows the control function of the pressure control valve to partially changed or completely prevented the regulation when the line is completely closed be different. Furthermore, the medium that has penetrated into the valve spring chamber can Also attack the diaphragm chemically and cause the fuel system to leak to lead. This fuel is then converted from the pressure rule via the hose line valve passed through the respective connection point in the engine with the risk of Malfunctions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäß atmosphärisch be­ aufschlagtes Druckregelventil derart weiterzubilden, daß unter Vermeidung von aufwendigen Kraftstoff-Ableiteinrichtungen im Falle einer schadhaften Membrane ein Kraftstoffaustritt in die freie Umgebung sicher verhindert ist.The invention has for its object to be a generic atmospheric opened pressure control valve so that avoiding elaborate fuel discharge devices in the event of a defective membrane leakage of fuel into the free environment is reliably prevented.

Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 gelöst und zwar dadurch, daß der Gehäuseöffnung bzw. Belüftungsöffnung eine Verschlußeinrichtung zugeordnet ist, mittels der ein Abfließen von aus der Kraftstoffkammer in die Ventilkammer ausgetretenen Kraftstoff in die freie Umgebung verhindert ist.This object is achieved with patent claim 1 in that the Housing opening or ventilation opening associated with a closure device is by means of a drain from the fuel chamber into the valve chamber leaked fuel into the free environment is prevented.

Mit der Erfindung erübrigen sich in vorteilhafter Weise aufwendige Kraftstoff-Ab­ leiteinrichtungen. Gemäß einer prinzipiellen Weiterbildung der Erfindung ist die Verschlußeinrichtung selbsttätig wirksam.The invention advantageously eliminates the need for expensive fuel consumption control facilities. According to a basic development of the invention Locking device automatically effective.

Eine hierfür baulich bevorzugte Ausgestaltung kennzeichnet sich dadurch, daß die Verschlußeinrichtung eine der Gehäuseöffnung stromauf zugeordnete und mit der Ventilfederkammer atmosphärisch verbundene Führungskammer umfaßt, in der ein mit Spiel beweglich angeordneter, verlagerbarer Pfropfen aus einem durch Koh­ lenwasserstoffverbindungen (Kraftstoff) quellfähigen Material vorgesehen ist. Damit ist eine im Aufbau vorteilhaft einfache Verschlußeinrichtung erzielt. A structurally preferred embodiment is characterized in that the Closure device associated with the housing opening upstream and with the Valve spring chamber includes atmospherically connected guide chamber in which a with play movably arranged, displaceable plug from a by Koh Hydrogen compounds (fuel) swellable material is provided. An advantageously simple closure device is thus achieved.  

Als bevorzugtes Pfropfen-Material kann ein Acrylnitril-Butadien-Elastomer (NBR) oder ein Ethylen-Propylen-Dien-Elastomer (EPDM) Verwendung finden.An acrylonitrile butadiene elastomer (NBR) can be used as the preferred plug material. or an ethylene propylene diene elastomer (EPDM) can be used.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Verschlußeinrichtung kennzeichnet sich dadurch, daß die Führungskammer in einer Durchbrechung des Gehäuses mit einem in der Ventilfederkammer die Ventilfeder zentrierenden Abschnitt dicht an­ geordnet ist und in einer Verschlußwand eine Belüftungsöffnung aufweist, die bei raschem Kraftstoffanstieg in der Ventilfederkammer zunächst über den verlager­ baren Pfropfen verschließbar ist.Another preferred embodiment of the closure device characterizes by the fact that the guide chamber in an opening in the housing a portion centering the valve spring in the valve spring chamber is ordered and has a ventilation opening in a closure wall, which at Rapid increase in fuel in the valve spring chamber initially via the relocator cash stopper is closable.

Mit der erfindungsgemäßen Verschlußeinrichtung ist im Schadensfall einer ge­ ringen Leckage der Membrane durch das Quellen des Pfropfens ein Verschluß der Belüftungsöffnung bzw. Gehäuseöffnung sichergestellt und im Schadensfall einer stark beschädigten Membrane der Pfropfen vom rasch vordringenden Kraftstoff gegen die Belüftungsöffnung zum Verschluß gedrängt.With the closure device according to the invention is a ge in the event of damage wrestle leakage of the membrane by swelling the graft closes the Ventilation opening or housing opening ensured and in the event of damage badly damaged membrane of the plugs from the rapidly advancing fuel pushed against the ventilation opening to the closure.

Schließlich dient eine mit dem die Ventilfederkammer umschließenden Gehäuse­ abschnitt verbindbare Schutzkappe mit über den Umfang verteilt angeordneten Belüftungsdurchbrechungen zur Vermeidung eines direkten Zuganges von Wasser und Schmutz zur Belüftungsöffnung bzw. zur Verschlußeinrichtung.Finally, a housing with the valve spring chamber is used Section connectable protective cap with distributed over the circumference Ventilation breakthroughs to avoid direct water access and dirt to the ventilation opening or to the closure device.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispiels beschrieben.The invention is based on an embodiment shown in the drawing described for example.

Ein Druckregelventil 1 zur Systemdruckregelung einer nicht gezeigten Kraftstoff- Einspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen weist eine in einem Gehäuse 2 ab­ strömseitig mittels eines Ventils 3 gesteuerte Kraftstoffkammer 4 auf sowie eine mittels einer Membran 5 davon abgetrennten, über eine Gehäuseöffnung 6 aus der freien Umgebung atmosphärisch beaufschlagte Ventilfederkammer 7.A pressure control valve 1 for system pressure control of a fuel injection device for internal combustion engines, not shown, has a fuel chamber 4, which is controlled in a housing 2 from the flow side by means of a valve 3, and a valve spring chamber 7, which is separated from it by a membrane 5 and is exposed to the atmosphere via a housing opening 6 .

Zur Vermeidung einer bauaufwendigen Kraftstoff-Ableiteinrichtung zur gezielten Ableitung des Kraftstoffes bei einer Beschädigung der Membrane 5 ist erfindungs­ gemäß der Gehäuseöffnung 6 eine Verschlußeinrichtung 8 zugeordnet, mittels der ein Abfließen von aus der Kraftstoffkammer 4 in die Ventilfederkammer 7 ausgetre­ tenen Kraftstoff in die freie Umgebung verhindert ist. Vorzugsweise ist die Ver­ schlußeinrichtung 8 selbsttätig wirksam.In order to avoid a complex fuel diverting device for targeted diverting of the fuel in the event of damage to the diaphragm 5 , a closure device 8 is assigned according to the invention in accordance with the housing opening 6 , by means of which the fuel flowing out of the fuel chamber 4 into the valve spring chamber 7 prevents fuel from flowing into the free environment is. Preferably, the locking device 8 is automatically effective.

Eine selbsttätig wirksame Verschlußeinrichtung 8 von einfachem Aufbau ist da­ durch erzielt, daß die Verschlußeinrichtung 8 eine der Gehäuseöffnung 6 stromauf zugeordnete und mit der Ventilfederkammer 7 atmosphärisch verbundene Füh­ rungskammer 9 umfaßt, in der ein mit Spiel beweglich angeordneter, verlagerbarer Pfropfen 10 aus einem durch Kohlenwasserstoffverbindungen (Kraftstoff) quell­ fähigen Material vorgesehen ist. Vorzugsweise ist der Pfropfen 10 aus einem Acrylnitril-Butadien-Elastomer (NBR) oder aus einem Ethylen-Propylen-Dien- Elastomer (EPDM) gebildet.A self effective closure device 8 is of simple construction because achieved by that the closure device 8 a of the housing opening 6 upstream assigned and atmospheric connected to the valve spring chamber 7 Füh approximately chamber 9 comprises, in a movably arranged with play displaceable plug 10 of a by hydrocarbon compounds (Fuel) swellable material is provided. The plug 10 is preferably formed from an acrylonitrile-butadiene elastomer (NBR) or from an ethylene-propylene-diene elastomer (EPDM).

Zur weiteren vorteilhaft konstruktiven Ausgestaltung ist die Führungskammer 9 in einer Durchbrechung 11 des Gehäuses 2 dicht angeordnet mit einem in der Ventil­ federkammer 7 die Ventilfeder 12 zentrierenden Abschnitt 9'. Weiter weist die Füh­ rungskammer 9 in einer Verschlußwand 13 eine Belüftungsöffnung 6' auf, die bei raschem Kraftstoffanstieg in der Ventilfederkammer 7 bei stark beschädigter Mem­ brane 5 über den verlagerbaren Pfropfen 10 verschließbar ist.For a further advantageous constructive embodiment, the guide chamber 9 is arranged in an opening 11 in the housing 2 with a section 9 'centering the valve spring 12 in the valve spring chamber 7 . Furthermore, the Füh approximately chamber 9 in a closure wall 13 has a ventilation opening 6 ', which can be closed with a rapidly increasing fuel in the valve spring chamber 7 when the Mem 5 is badly damaged via the displaceable plug 10 .

Zum Schutz vor Wasser und Schmutz der Belüftungsöffnung 6' und der Ver­ schlußeinrichtung 8 ist eine mit dem die Ventilfederkammer 7 umschließenden Ge­ häuseabschnitt 2' verbindbare Schutzkappe 14 vorgesehen, die über den Umfang verteilt angeordnete Belüftungsdurchbrechungen 15 aufweist.To protect against water and dirt the ventilation opening 6 'and the United closure device 8 with the valve spring chamber 7 enclosing Ge housing section 2 ' connectable protective cap 14 is provided which has ventilation openings 15 distributed over the circumference.

Mit der erfindungsgemäßen Verschlußeinrichtung 8 wird bei geringer Beschädi­ gung der Membrane über die Kraftstoffdämpfe aus der Ventilfederkammer 7 ein Quellen des Pfropfens 10 in der Führungskammer 9 veranlaßt, bis diese jeglichen atmosphärischen Druckausgleich über die Belüftungsöffnung 6' unterbindet. Bei starker Beschädigung der Membrane 5 mit raschem Vordringen von Kraftstoff in der Ventilfederkammer 7 ist der Pfropfen 10 zunächst angehoben bzw. verlagert zum Verschluß der Belüftungsöffnung 6', wobei im folgenden mit dem Quellen des Pfropfens 10 ein weiterer flüssigkeitsdichter Verschluß erzielt ist.With the closure device 8 according to the invention, with little damage to the diaphragm, the fuel vapors from the valve spring chamber 7 cause the plug 10 to swell in the guide chamber 9 until it prevents any atmospheric pressure equalization via the ventilation opening 6 '. In the event of severe damage to the diaphragm 5 with the rapid advance of fuel in the valve spring chamber 7 , the plug 10 is first raised or displaced to close the ventilation opening 6 ', with a further liquid-tight closure being achieved subsequently with the swelling of the plug 10 .

Claims (6)

1. Druckregelventil zur Systemdruckregelung einer Kraftstoff-Einspritzvorrich­ tung für Brennkraftmaschinen,
  • - mit einer in einem Gehäuse (2) abströmseitig ventilgesteuerten Kraftstoffkammer (4) und
  • - einer mittels einer Membran (5) davon abgetrennten, über eine Ge­ häuseöffnung (6) aus der freien Umgebung atmosphärisch beauf­ schlagten Ventilfederkammer (7), dadurch gekennzeichnet,
  • - daß der Gehäuseöffnung (6, 6') eine Verschlußeinrichtung (8) zuge­ ordnet ist, mittels der
  • - ein Abfließen von aus der Kraftstoffkammer (4) in die Ventilfeder­ kammer (7) ausgetretenen Kraftstoff in die freie Umgebung verhin­ dert ist.
1. pressure control valve for system pressure control of a fuel injection device for internal combustion engines,
  • - With a valve-controlled fuel chamber ( 4 ) in a housing ( 2 ) on the downstream side
  • - A valve spring chamber ( 7 ) separated therefrom by means of a membrane ( 5 ), via a housing opening ( 6 ) from the free environment subjected to atmospheric pressure, characterized in that
  • - That the housing opening ( 6 , 6 ') is assigned a closure device ( 8 ) by means of
  • - A drain from the fuel chamber ( 4 ) in the valve spring chamber ( 7 ) leaked fuel into the free environment is prevented.
2. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ schlußeinrichtung (8) selbsttätig wirksam ist.2. Pressure control valve according to claim 1, characterized in that the United circuit device ( 8 ) is automatically effective. 3. Druckregelventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Verschlußeinrichtung (8) eine der Gehäuseöffnung (6, 6') stromauf zugeordnete und mit der Ventilfederkammer (7) atmosphä­ risch verbundene Führungskammer (9) umfaßt, in der
  • - ein mit Spiel beweglich angeordneter, verlagerbarer Pfropfen (10) aus einem durch Kohlenwasserstoffverbindungen (Kraftstoff) quell­ fähigen Material vorgesehen ist.
3. Pressure control valve according to claim 1 and 2, characterized in
  • - That the closure device ( 8 ) one of the housing opening ( 6 , 6 ') assigned upstream and with the valve spring chamber ( 7 ) atmospherically connected guide chamber ( 9 ) in which
  • - A movably arranged, displaceable plug ( 10 ) made of a material capable of swelling through hydrocarbon compounds (fuel) is provided.
4. Druckregelventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pfropfen (10) aus einem Acrylnitril-Butadien-Elastomer (NBR) oder aus einem Ethylen-Propylen-Dien-Elastomer (EPDM) gebildet ist.4. Pressure control valve according to claims 1 to 3, characterized in that the plug ( 10 ) is formed from an acrylonitrile-butadiene elastomer (NBR) or from an ethylene-propylene-diene elastomer (EPDM). 5. Druckregelventil nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Führungskammer (9) in einer Durchbrechung (11) des Ge­ häuses (2) dicht angeordnet ist mit einem in der Ventilfederkammer (7) die Ventilfeder (12) zentrierenden Abschnitt (9') und
  • - in einer Verschlußwand (13) eine Belüftungsöffnung (6') aufweist, die
  • - bei raschem Kraftstoffanstieg in der Ventilfederkammer (7) über den verlagerbaren Pfropfen (10) verschließbar ist.
5. Pressure control valve according to claims 1 to 4, characterized in
  • - That the guide chamber ( 9 ) in an opening ( 11 ) of the Ge housing ( 2 ) is arranged tightly with a in the valve spring chamber ( 7 ), the valve spring ( 12 ) centering section ( 9 ') and
  • - In a closure wall ( 13 ) has a ventilation opening ( 6 ')
  • - Can be closed with a rapid increase in fuel in the valve spring chamber ( 7 ) via the displaceable plug ( 10 ).
6. Druckregelventil nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß eine mit dem die Ventilfederkammer (7) umschließenden Ge­ häuseabschnitt (2') verbindbare Schutzkappe (14) vorgesehen ist, die
  • - über den Umfang verteilt angeordnete Belüftungsdurchbrechungen (15) aufweist.
6. Pressure control valve according to claims 1 to 5, characterized in
  • - That one with the valve spring chamber ( 7 ) enclosing Ge housing section ( 2 ') connectable protective cap ( 14 ) is provided, the
  • - Has ventilation openings ( 15 ) distributed over the circumference.
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